PEMBUATAN SERVER PORTABLE BERBASIS RASPBERRY PI UNTUK MENDUKUNG PELAKSANAAN ASSESSMENT Andhika Ramadhan Rudito1
Anang Sularsa2
Mia Rosmiati3
1,2,3
1
Fakultas Ilmu Terapan - Telkom University
[email protected] [email protected] [email protected]
Abstrak Membangun sebuah server membutuhkan biaya yang cukup besar dalam pembuatannya. namun, keterbatasan biaya menjadi salah satu kendala dalam membangun server. Raspberry Pi adalah solusi ketika ingin membangun server dengan cakupan area kecil. Proyek akhir pembuatan server portable menggunakan Raspberry pi sebagai access point dan server dibangun di ruang kelas Fakultas Ilmu Terapan (FIT) untuk menunjang kegiatan belajar mengajar. Access Point yang dibangun dapat menangani 40 user yang terhubung secara bersamaan melalui koneksi WLAN. Perangkat yang digunakan adalah Raspberry pi 2 sebagai server dan Access Point (AP) dan USB wireless adapter Edimax EW-7811Un digunakan untuk membangun hotspot. Perangkat klien terkoneksi menggunakan standard IEEE 802.11n. Untuk memastikan kualitas dari jaringan yang dibuat, dilakukan pengujian QoS yang diukur dengan menggunakan aplikasi Wireshark. Hasil dari pengujian menunjukkan bahwa Raspberry Pi layak digunakan sebagai server portable dan Access Point. Kata kunci: Raspberry Pi, WLAN, Server Portable, 802.11n Abstract Building a server required a considerable cost in manufacturing. But, the limitations of cost become one of the constraints in building a server. Raspberry Pi is a solution to build a server with a small coverage area. The final project of making a portable server using the Raspberry pi as an access point and server has been built in the classrooms of the Faculty of Applied Sciences (FIT) to support teaching and learning activities. The Access Point can handle 40 users connected simultaneously via WLAN connection. The devices used are Raspberry pi model B as the server & Access Point (AP) and USB wireless adapter Edimax EW-7811Un used to build a hotspot. Clients are connected using the IEEE 802.11n standard. To ensure the quality of the network was created, Qos testing measured using Wireshark application. The result of testing showed Raspberry Pi can be used for Portable Server and Access Point. Keywords: Raspberry Pi, WLAN, Server Portable, 802.11n 1.
Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Portable server merupakan server yang di dalamnya terdiri dari beberapa layanan seperti Web server, Database server dan lainnya. Sebelumnya dalam perkuliahan khususnya dalam pelaksanaan assessment, dosen masih menggunakan AP yang cukup besar sehingga sulit untuk membawanya dan pembuatan jaringannya. Portable server ini dapat dimanfaatkan sebagai sarana pembelajaran di dalam ruang kelas karena bentuknya yang kecil, berukuran ringan serta mudah dalam pembuatan jaringannya. Raspberry Pi adalah sebuah board seukuran kartu kredit / mini komputer yang bisa beroperasi layaknya komputer biasa, karena komputer papan tunggal ini berbentuk mini (portable) sehingga dosen hanya cukup membawa Raspberry Pi ke dalam kelas lalu menghubungkannya ke power adaptor. Raspberry yang telah dijadwalkan perintahnya akan aktif
menjadi hotspot dan sebagai server yang akan diakses oleh laptop client. Oleh karena itu penulis mengemukakan metode pembuatan portable server , yang berfungsi sebagai server sekaligus hotspot dengan menggunakan perangkat Raspberry Pi. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari proyek akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana membuat portable server pada jaringan Wireless Local Area Network (WLAN)? 2. Bagaimana membuat assessment test dan memonitoring user? 1.3 Tujuan Tujuan dari dibuatnya proyek akhir ini adalah : 1. Membuat portable server menggunakan Raspberry Pi pada jaringan Wireless Local Area Network (WLAN).
2.
Membuat assessment monitoring.
test
dan
tools
2. Dasar Teori 2.1 Raspberry Pi Raspberry Pi adalah [1] sebuah SBC (Single Board Computer) seukuran kartu kredit menggunakan sistem operasi Raspbian. Raspberry Pi dihubungkan ke monitor komputer atau TV, menggunakan keyboard dan mouse standard. Raspberry Pi menggunakan SD Card untuk proses booting dan penyimpanan data jangka-panjang.
2.6 USB Wireless Adapter Edimax EW7811Un Terdapat beberapa pilihan wireless adapter yang support terhadap Raspberry Pi, Edimax EW7811Un (RTL8188CUS Chipset) adalah salah satunya yang mendukung terhadap Raspberry dan USB wireless tersebut akan digunakan dalam pembuatan jaringan hotspot [3].
Gambar 2 Edimax EW-7811Un
Gambar 1 Raspberry Pi
2.2 Portable Server Portable server adalah [2] sebuah server yang sama persis pada umumnya yang membedakannya adalah server bersifat portable sehingga mudah dibawa kemana saja dan mudah dalam pembuatan jaringannya.
2.7 Wireless Local Area Network (WLAN) WLAN adalah teknologi jaringan nirkabel yang bekerja pada frekuensi gelombang radio, IEEE 802.11 adalah standard protokol yang digunakan pada teknologi wireless ini. Menurut [8] sekumpulan komputer yang terhubung ke dalam jaringan area lokal saling terhubung tanpa menggunakan kabel dengan media udara. Namun teknologi ini rentan dengan penyadapan.
2.3 PHP PHP adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk pengembangan web dan dapat digunakan sebagai bahasa pemrograman umum. PHP bersifat open source, fungsi PHP adalah untuk membuat website menjadi dinamis. Website dinamis dapat menyimpan data ke dalam database, memproses form, dll [6]. 2.4 MySQL MySQL adalah sistem basis data bersifat open source yang digunakan pada web dan berjalan pada server. MySQL mampu menangani database yang kompleks dan cukup besar. MySQL fleksibel dengan berbagai pemrograman dan menggunakan standard SQL. Fungsi dari MySQL dapat mengakses dengan cepat, dapat melakukan (insert, update, delete) dengan mudah [7]. 2.5 Fing Fing adalah aplikasi yang bersifat open source dapat digunakan untuk mendeteksi siapa saja atau device apa saja yang terhubung ke dalam jaringan sehingga dapat melakukan filtering terhadap orang asing yang terhubung ke dalam jaringan. Hasil output dari fing ini adalah berupa MAC address, ip address dan hardware vendor.
Gambar 3 WLAN
3. Analisis dan Perancangan 3.1 Gambaran sistem saat ini Topologi yang akan digunakan adalah seperti gambar 4. User terhubung ke dalam Raspberry Pi menggunakan wireless kemudian user harus mendaftarkan identitas seperti username dan password untuk login ke dalam server, selanjutnya user dapat mengakses layanan yang tersedia. Kemudian akan dilakukan pengujian kestabilan koneksi seperti throughput & delay yang terjadi dari client ke server menggunakan aplikasi Wireshark.
Gambar 2 Gambaran Topologi Saat Ini
3.2 Kebutuhan Perangkat Lunak Dalam pengerjaan proyek akhir ini, digunakan perangkat lunak dengan spesifikasi sebagai berikut : Tabel 1 Kebutuhan Perangkat Lunak
Jenis NOOBS
Versi January 2015
Apache MySQL
2.4.12 5.6.23
Wireshark
1.7.0
Keterangan Instalasi manager sistem operasi yang digunakan di dalam Raspberry Pi. Aplikasi Web Server. Database server yang digunakan. Digunakan untuk menguji throughput dan delay pada jaringan.
3.3 Kebutuhan Perangkat Keras Berikut merupakan spesifikasi perangkat keras yang digunakan : Tabel 2 Kebutuhan Perangkat Keras
Jenis Raspberry Pi 2 Model B
Jumlah 1
Power Adapter Sandisk Ultra
1
Windows
7
Edimax EW7811Un
1
1
Monitor
1
Keyboard & Mouse Laptop
1 Max.40
Keterangan A 900 MHz quadcore ARM CortexA7 CPU / 1 GB LPDDR2 SDRAM / 10/100 Ethernet RJ45 On Board Network Output 5V – 1000mA MicroSDBC 8GB Class 10 Sistem Operasi Client Wireless 802.11b/g/n standards with data rate up to 150Mbps Untuk menampilkan sistem operasi dari Raspberry. Digunakan untuk membuat inputan. Pengujian sistem.
3.4 Standard Protokol Wireless Standard protokol wireless yang digunakan adalah IEEE 802.11n yang dapat beroperasi pada frekuensi band 2.4 GHz maupun 5 GHz. Keunggulan 802.11n adalah high throughput, data rate yang lebih baik hingga maksimal 600 Mbps dan jangkauan lebih besar dua kali lipat dari teknologi sebelumnya. 802.11n mampu memanfaatkan sinyal pantulan untuk melengkapi gelombang sinyal terkuat dan meningkatkan kecepatan transfer data, protokol ini juga dapat bekerja pada teknologi Wi-Fi sebelumnya. 3.5 Perancangan Server Dalam pembuatan server ini terdiri dari DNS server dan DHCP server, DNS yang digunakan pada server ini adalah “phpquiz.com”. kemudian ip address server wlan yang digunakan untuk membuat DHCP adalah 192.168.65.1 dan range ip address yang digunakan pada DHCP server adalah 192.168.65.10 – 192 168.65.50. 3.6 Skenario Pengujian Pengujian kestabilan koneksi dan response time terhadap Raspberry Pi dilakukan mulai dari 10 PC yang terhubung ke dalam hotspot Raspberry Pi dan mengakses web server serta aplikasi assessment test yang tersedia di dalam Raspberry Pi, kemudian menguji kestabilan koneksi (throughput & delay) menggunakan aplikasi Wireshark jika kondisi stabil maka akan dilakukan penambahan 10 koneksi lagi hingga tercapai angka maksimal di mana koneksi stabil atau maksimal 40 koneksi. 3.7 Perancangan Basis Data Tabel 3 dan 4 dibawah ini merupakan tabel perancangan basis data yang digunakan untuk menangani clients. Tabel 3 Monitoring
No 1 3 4 5 6 7 8
Field Id_login Username Tgl_login Jam_login Tgl_logout Total_login Jam_logout
No 1 2 3 4 5 6
Field Username Password Nama Nim Nilai status
Tipe Data Int Varchar Varchar Varchar Varchar Varchar Varchar
Field Size 10 16 20 10 20 20 20
Tabel 4 Data User
Tipe Data Varchar Varchar Varchar Varchar Int int
Field Size 16 16 20 10 2 3
4. Pengujian 4.1 Pengujian Hotspot dan DHCP Server Pada gambar 5 adalah tampilan pengujian pada Hotspot yang telah dibuat dan DHCP server yang ada, kemudian gambar 6 adalah ip address yang didapat oleh DHCP server. Penulis membuat hotspot dengan nama Hotspotpi seperti terlihat pada gambar 5.
Gambar 3 nslookup terhadap dns server
Perintah nslookup terhadap phpquiz.com telah berhasil dengan ip address server 192.168.65.1. 4.3 Pengujian Monitoring User Monitoring user ini akan memonitor username, jam login dan jam logout yang masuk kedalam hotspot dari raspberry pi dan datanya akan disimpan ke dalam database. Kemudian akan ditampilkan ke dalam web server seperti terlihat pada gambar 8.
Gambar 5 Deteksi Hotspot
Gambar 6 merupakan ip address yang didapat oleh DHCP server. Gambar 8 Monitoring User
Monitoring user telah berhasil dan didapatkan datanya seperti username, tanggal login, jam login, tanggal logout, jam logout, total waktu login dan nilai. 4.4 Pengujian Monitoring Realtime Monitoring realtime ini akan memonitor user yang terhubung ke dalam hotspot, kemudian akan tersimpan data dari user tersebut seperti IP Address, MAC address dan status koneksi. Gambar 6 ip address dhcp
4.2 Pengujian DNS server Perintah pada gambar 4-29 ini adalah pengujian DNS server phpquiz.com agar dapat diakses oleh users dan berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan dengan perintah nslookup.
Gambar 9 Realtime Monitoring
Pada gambar 9 menunjukkan bahwa user yang telah terhubung ke dalam jaringan akan tersimpan datanya seperti ip address, mac address dan statusnya “up” menyatakan sedang aktif.
4.5 Pengujian Assessment Test Pengujian dilakukan melalui laptop user yang terhubung ke dalam hotspot. Kemudian user mengakses assessment test yang tersedia di web server yaitu kuis sederhana, kuis ini terdiri dari 5 soal pilihan ganda dan terdapat batasan waktu dalam pengerjaannya.
2.
Pengujian dilakukan bertahap yaitu 5 user, 10 user, 15 user, 20 user masing-masing tahapan dilakukan 10x pengujian dan diambil rata-ratanya.
3.
Aplikasi yang digunakan untuk mengukur performansi adalah wireshark.
4.
Pengukuran QoS dilakukan pada parameter throughput, delay dan packet loss.
5.
Pengukuran dilakukan dari sisi client.
Hasil dari pengujian akan dijumlahkan dan hasilnya dirata-ratakan. 4.6.1 Throughput Throughput adalah kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Rumus throughput yaitu :
Gambar 10 Assessment Quiz user 1
Data throughput hasil capture wireshark dan telah dirata-ratakan dapat dilihat pada gambar 13.
Gambar 13 Throughput Gambar 11 Assessment Quiz user 2
Dari gambar 13 kecepatan data yang didapat cukup bagus, berdasarkan hasil capture dan telah dirata-ratakan didapat besar throughput untuk 5 user adalah 9.102 Kbps, untuk besar throughput 10 user adalah 9.209 Kbps, untuk besar throughput 15 user adalah 9.257 Kbps, sedangkan untuk besar throughput 20 user adalah 9.325 Kbps. Gambar 12 Nilai
4.6 Pengujian QoS Pengukuran performansi ini dilakukan untuk menguji kualitas performansi dari WiFi yang dibuat menggunakan Raspberry Pi, maka dilakukanlah pengukuran kualitas layanan secara objektif dengan menggunakan QoS. Tahapan pengambilan datanya sebagai berikut : 1. User sebanyak 20 perangkat komputer.
4.6.2 Delay Delay merupakan waktu tunda paket saat proses transmisi dari satu titik lain yang menjadi tujuannya. Rumus menghitung rata-rata delay yaitu :
Kualitas latensi berdasarkan besar delay dapat dilihat pada tabel 5 [9].
Tabel 5 Kualitas Latensi [9] Tabel 6 Kualitas Packet Loss [9]
Data delay dari hasil capture wireshark dan telah dirata-ratakan dapat dilihat pada gambar 14.
Gambar 15 Tampilan File Log dari ICMP Flooding
Dari gambar 15 berdasarkan hasil capture dan telah dirata-ratakan dimulai dengan 5 user pertama dan didapatkan data delay 118.372 ms, didapatkan data delay 124.373 ms pada 10 user, kemudian didapatkan delay 126.16 ms pada 15 user, dan terakhir didapatkan delay 128.648 ms pada 20 user. Berdasarkan pada tabel kategori latensi 5 diatas rata-rata delay adalah sangat bagus. 4.6.3 Packet Loss Packet loss merupakan jumlah paket data yang hilang per detiknya. Packet loss dapat dihitung dengan rumus :
Gambar 16 Packet Loss
Dari gambar 16 tiap usernya tidak adanya packet loss yang terjadi, sehingga tidak ada kehilangan data saat trafik terjadi, tabel 6 adalah kategori packet loss berdasarkan persentase [9].
4.7 Pengujian QoS dengan Aplikasi Siege Siege adalah aplikasi stress test yang bersifat open source. Aplikasi siege ini dapat melakukan stress test ke alamat URL tunggal dengan jumlah banyaknya user yang telah ditentukan. Aplikasi siege ini adalah hanya tambahan dan dapat mensimulasikan banyak user yang mampu mengakses server secara bersamaan. Pengujian menggunakan aplikasi siege untuk 50 user. Hasil pengujian dapat diketahui response time, throughput, dan packet loss dalam waktu 1 menit. Namun penggunaan aplikasi ini hanya tambahan untuk mengetahui jumlah maksimal user yang dapat ditampung karena data yang didapat tidak spesifik menuju ke user langsung, berikut adalah langkah menggunakan aplikasi siege.
Gambar 17 Siege
Gambar 17 menunjukkan bahwa “-c50” adalah jumlah user yang ditentukan dan “-t60s” adalah lama waktu pengujian dan “phpquiz.com” adalah URL yang dituju.
Gambar 18 Hasil Output Siege
Gambar 18 menampilkan hasil output dari aplikasi siege ini terdiri dari response time, avalilability, successful transactions, throughput dll.
5.2 Saran Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan sistem ini antara lain : 1.
2. Gambar 19 Task Manager Raspberry Pi
Gambar 19 adalah kondisi stabil CPU dan memory sebelum dilakukan stress test oleh aplikasi siege.
Gambar 20 Hasil Stress test Siege
Gambar 20 menunjukkan perubahan CPU dan memory yang bertambah menjadi 10 kali lipat dari kondisi sebelumnya, terjadi setelah dilakukan stress test menggunakan aplikasi siege. 5. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Setelah melakukan analisis, perancangan serta pengujian Portable Server menggunakan Raspberry pi sebagai access point di ruang kelas Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Raspberry pi berhasil menjadi portabel server sekaligus akses point, dan berhasil diimplementasikan dengan pengguna yang terhubung ke server melalui jaringan WLAN. 2. Raspberry pi dapat menampung 20 user – 40 user secara bersamaan dengan baik. 3. Kualitas performansi sistem dapat diukur dengan pengujian konektifitas, pengukuran QoS meliputi Throughput, Delay, Packet Loss dengan cara melakukan pengukuran secara bersamaan seluruh klien.
Penggunaan Raspberry Pi yang menjadi hotspot ini disarankan di ruang lingkup area yang sedikit memiliki Access Point lain, dikarenakan interferensi dari sinyal dan channel dari akses point lain menurunkan performa dari sistem WiFi Hotspot Raspberry pi. Untuk penelitian lebih lanjut disarankan untuk melakukan analisis QoS dapat menambahkan parameter lainnya seperti Jitter, dan rate download.
DAFTAR PUSTAKA [1] M. Richardson and S. Wallace, Getting Started with Raspberry Pi, United States of America: O'Reilly Media, 2012. [2] Raspberry Pi Foundation, "Setting up an Apache Web Server on a Raspberry Pi," Raspberry Pi Foundation, [Online]. Available: https://www.raspberrypi.org/documentation/remoteaccess/web-server/apache.md. [Accessed 20 May 2015]. [3] dconroy, "Turn Your Raspberry Pi Into a WiFi Hotspot with Edimax Nano USB EW-7811Un," 10 July 2013. [Online]. Available: http://www.daveconroy.com/turn-your-raspberry-piinto-a-wifi-hotspot-with-edimax-nano-usb-ew7811un-rtl8188cus-chipset/. [Accessed 24 May 2015]. [4] M. Prajna Deshanta Ibnugraha, Modul Praktikum Implementasi Layanan Jaringan, Bandung: Prajna Deshanta Ibnugraha, M.T., 2013. [5] MrSamNC, "How-To: Pi with TightVNC and Fing for Network Monitoring," 23 July 2013. [Online]. Available: https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f =49&t=50698. [Accessed 3 June 2015]. [6] The PHP Group, "PHP : What is PHP ? - Manual," [Online]. Available: http://php.net/manual/en/introwhatis.php. [Accessed 26 July 2015]. [7] Oracle Corporation, "MySQL Reference Manual, What is MySQL?," [Online]. Available: https://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/what-ismysql.html. [Accessed 26 July 2015]. [8] K. Dooley, Designing Large Scale Lans, O'Reilly Media, 2001. [9] TIPHON, "Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks (TIPHON) General aspects of Quality of Service (QoS)," DTR/TIPHON-05006 (cb0010cs.PDF), 1999.
